Удосконалення навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи (у межах STEM-освіти)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Удосконалення навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи (у межах STEM-освіти)

Клименко Л.О.

Миколаївський обласний інститут післядипломної педагогічної освіти

Висвітлено деякі шляхи удосконалення навичок учителів природничих дисциплін загальноосвітніх навчальних закладів з упровадження в навчальний процес із фізики, хімії, біології, природознавства основних методів пізнання природи: спостереження, вимірювання, експеримент у системі післядипломної педагогічної освіти. Акцентується на необхідності осучаснення форм навчальних занять як під час курсів підвищення кваліфікації учителів-природничників, так і у міжкурсовий період, а саме: проведення занять у веліт-класі, техноквестів, фахових екскурсій, стажування в науково-дослідних установах та ВНЗ України, педагогічної відкритої студії «Наука і ми», виїзного лекторію «Людина у Всесвіті» тощо. Аргументовано, що така діяльність кафедри є складовою БТЕМ-освіти, яка передбачає посилення уваги до технічного розвитку учнів і природничих дисциплін.

Ключові слова: методи пізнання природи, спостереження, вимірювання, експеримент, навички, навчальний процес, учитель-природничник, БТЕМ-освіта.

природознавство навичка учитель навчальний

Постановка проблеми. В Україні розпочато впровадження світового бренду STEM-освіти (Science, Technology, Engineering, Mathematics), що сприятиме посиленню інтелектуального розвитку дітей та якісному навчанню природничим та інженерно-технічним дисциплінам. Актуальним постає питання оволодіння учнями методами наукового пізнання, а вчителями природничих дисциплін -- методикою впровадження їх у навчальний процес.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Більшість праць щодо удосконалення професійної компетентності вчителів природничих дисциплін у післядипломній освіті мають загальний характер. Питання про використання методів пізнання природи як методів навчання розглядається у працях Г. Ф. Вознюка, Н. Л. Мельникової [1, с. 69--73], А. К. Грабового [2, с. 56--62], О. С. Кузьменко [3, с. 109--І13], Є. Р. Чернишової [4, с. 85--88] в основному стосовно або учнів, або студентів та наголошується тільки на один із методів -- експеримент.

Ю. Іванова розглядає спостереження, вимірювання, експеримент як методи мотивації успішної пізнавальної діяльності учнів у вивченні природничих дисциплін та акцентує на необхідності відповідної методичної підготовки учителів у неперервній освіті [5, с. 36].

Відзначаємо, що корисним для неперервної освіти є досвід, презентований О. Песіним, С. Каплун, О. Свистуновим, із підвищення кваліфікації вчителів на практикумах із методики навчального фізичного експерименту із саморобним обладнанням. Особливий акцент автори роблять на такі практикуми як на засіб рефлексії учасників навчального процесу: вчителів і учнів, та розвитку їх творчих здібностей до конструювання та винахідництва [6, с. 9--11].

Методичні інструменти, які забезпечують формування для учнів навчально-пізнавального середовища, надає вчителю саме БТЕМ-освіта, стверджує Н. Б. Вяткіна [7, с. 48]. Про перші кроки її впровадження в Україні зазначає О. О. Патрикеєва: організація Всеукраїнського координаційного центру щодо розробки методичних засобів забезпечення процесів розвитку БТЕМ-освіти; проведення тренінгів для педагогів із користування міжнародною системою наукових грантів; створення електронних майданчиків міждисциплінарних лабораторій для підключення загальноосвітніх навчальних закладів до мережі БТЕМ-центр тощо [8, с. 53--57].

Постановка завдання. Мета статті полягає у висвітленні деяких заходів підвищення кваліфікації вчителів природничих дисциплін ЗНЗ, організованих і проведених кафедрою, спрямованих на удосконалення їх навичок з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи у межах БТЕМ-освіти.

Виклад основного матеріалу дослідження. Аналіз стану викладання природничих дисциплін у ЗНЗ області, матеріально-технічної бази предметних кабінетів, результатів діагностування вчителів природничих дисциплін під час проходження курсів підвищення кваліфікації, співбесід із учителями-предметниками, перевантаження педагогів підготовкою до занять через недостатню кількість годин з основного предмета, вибору слухачами курсів тем для випускних робіт та виступів на семінарах із методики викладання предметів природничих дисциплін, проведення конференції з обміну досвідом роботи (не надається перевага висвітленню досвіду впровадження таких методів пізнання природи, як спостереження, вимірювання, експеримент) свідчить про те, що особливої уваги потребує питання щодо удосконалення навичок учителівприродничників з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи. Тому зазначене питання обрано темою дослідження кафедри природничо-математичної освіти та інформаційних технологій Миколаївського обласного інституту післядипломної педагогічної освіти.

Об'єкт дослідження: процес удосконалення навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи.

Предмет дослідження: навички учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи.

Мета дослідження: створення системи заходів удосконалення навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи.

Гіпотеза дослідження: удосконалення навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи за створеною системою форм і заходів у ході підвищення кваліфікації сприятиме забезпеченню високої мотивації та інтересу в учнів до вивчення природничих дисциплін, а також зміцненню їх знань.

Визначено основні завдання дослідження: розробити критерії виявлення рівня навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи (спостереження, вимірювання, експеримент); розробити систему заходів і форм удосконалення цих навичок учителя-природничника; проаналізувати отримані результати контрольного експерименту репрезентативної вибірки.

Із наукової точки зору кожному рівню пізнання відповідають певні методи: емпіричному -- вимірювання, порівняння, експеримент, спостереження; проміжному -- моделювання, аналогія, аналіз-синтез, індукція, дедукція, абстрагування, пояснення, мислений експеримент; теоретичному -- сходження від абстрактного до конкретного, аксіоматичний, системно-структурний тощо.

У Державному стандарті базової і повної загальної середньої освіти зазначені змістові лінії навчання природничих дисциплін у загальноосвітній школі, серед яких методи наукового пізнання, специфічні для кожної з природничих наук [9].

Спостереження як метод навчання, вважається найефективнішим у вивченні природних об'єктів на Землі та в космосі, порівняно з наочними чи словесними методами, оскільки учень набуває практичних навичок, самостійності у дослідницькій діяльності, та розвиває інтелектуальні уміння, не зважаючи на те, що це пасивний метод наукового дослідження.

Спостерігаючи за об'єктом або явищем, учень отримує якісні їх характеристики, а у ході вимірювання -- ще й кількісні. Важливим у набутті умінь і навичок вимірювання є: навчитися з'ясовувати, що необхідно для вимірювання, які інструменти використовувати, як перевірити правильність вимірювань, і як розібратися в результатах, перевірити і оцінити їх достовірність, порівнюючи з еталонами.

Неперевершена роль експерименту як методу наукового пізнання та методу навчання й виховання, якому нами присвячено декілька праць [10; 11; 12].

Обрану тему дослідження уважаємо актуальною з декількох причин, однією з яких є її відповідність певним принципам БТЕМ-освіти. Упровадження в навчально-виховний процес методичних рішень БТЕМ-освіти дозволить учителю сформувати в учнів найважливіші характеристики, які визначають компетентного фахівця:

уміння побачити проблему;

уміння побачити в проблемі якомога більше можливих сторін і зв'язків;

уміння сформулювати дослідницьке запитання і шляхи його вирішення;

гнучкість як уміння зрозуміти нову точку зору і стійкість у відстоюванні своєї позиції;

оригінальність, відхід від шаблону;

здатність до перегруповування ідей та зв'язків;

здатність до абстрагування або аналізу;

здатність до конкретизації або синтезу;

відчуття гармонії в організації ідеї.

Це дозволить наблизити зміст різноманітних сфер науково-технічної діяльності людського суспільства до навчального процесу [8, с. 56-57].

Задача післядипломної педагогічної освіти -- забезпечити учителя-природничника знаннями та навичками використання методів наукового спостереження, вимірювання, експерименту, які сприятимуть формуванню вищезазначених характеристик в учнів. У ході загальнокафедрального дослідження розробляються методи, прийоми та заходи, що дають можливість учителям-предметникам підвищити кваліфікацію у курсовий та міжкурсовий періоди.

Щодо навичок пізнання через спостереження вважаємо, що сучасний розвиток цивілізації потребує розширення кількості об'єктів для спостереження порівняно з вимогами навчальних програм з природничих дисциплін. З огляду на це, крім класичних занять на курсах підвищення кваліфікації, що відбуваються в аудиторіях, пропонуємо слухачам веліт-клас (чеіії -- латинь, просто неба), техноквест, фахові екскурсії.

Суть веліт-класу полягає у використанні живої природи у якості науково-дослідницької лабораторії, тобто вивчення законів природи та її об'єктів здійснюється в реальних умовах існування шляхом перенесення занять у заповідні куточки Миколаївщини (Єланецький степ, Михайло-Ларинський заповідник, найбільший в Європі Вознесенський ялівцевий гай, Трикратський ліс, Миколаївський зоопарк -- один із найкращих в Україні і в Європі).

У навчальному процесі з природничо-математичних дисциплін у ЗНЗ вивчаються теорії, більшість із яких становлять наукову базу для промислових і сільськогосподарських технологій. Для слухачів курсів проводяться фахові екскурсії на ПрАТ «Лакталіс-Миколаїв» (лідер у виробництві кисломолочних продуктів в Україні); науково-виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря-Машпроект», на якому використовується 3Б-принтер; до Миколаївської обсерваторії, яка оснащена сучасними ПЗЗ камерами для вимірювань і системою програмного керування в режимі віддаленого доступу та яка внесена до списку об'єктів Всесвітнього надбання ЮНЕСКО від України, має перший створений в Україні мобільний телескоп «Мобітел».

Фахова екскурсія є дієвим методичним прийомом розвитку технічного мислення учнів, їх політехнічного кругозору, популяризації трансдисциплінарних та міжпредметних знань. Учителі удосконалюють ті навички, які мають розвивати в учнів, а саме: опрацьовувати до екскурсії:

історію підприємства (установи);

його роль у розвитку економіки країни;

технологічний процес, акцентуючи увагу на використання в ньому законів і теорій фундаментальних наук, які вивчаються в шкільних курсах природничих наук.

Під час екскурсії:

безпосередньо спостерігати за роботою людей різних професій;

креативно підходити до оцінювання виробничих операцій (надавати пропозиції щодо їх модернізації);

аналізувати екологічний стан навколишнього середовища та вплив на нього промислового виробництва.

Такі заняття будуються за принципами БТЕМ-освіти:

навчання через трансдисциплінарні та міждисциплінарні знання;

навчання не за предметами, а за темами (зв'язок між науками);

використання знань у повсякденному житті;

навчання в команді.

Курси підвищення кваліфікації вчителі проходять один раз на п'ять років, що, на наш погляд, недостатньо для підтримки професійного тонусу. З огляду на це, щороку педагогам пропонуються різноманітні заходи у міжкурсовий період, ініційовані кафедрою: обласна педагогічна відкрита студія «Наука і ми»; науково-практичні конференції всеукраїнського, міжрегіонального, обласного рівнів; обласні астрономічні читання; виїзний лекторій «Людина у Всесвіті»; стажування в науково-дослідних установах і ВНЗ України, у ході яких учені, відомі в Україні і за її межами, доповідаючи про свої наукові надбання, осучаснюють фундаментально-прикладні знання вчителів [13; 14; 15].

Професорсько-викладацьким складом кафедри вперше проведено виїзний лекторій у сільський район області, мета якого: мотивувати дітей дошкільних та учнів загальноосвітніх навчальних закладів займатися наукою. Сучасна наука про м'якотілих (молюсків) -- малакологія, не вивчається в школі, проте викликає інтерес в учнівської молоді. Під керівництвом викладача під час засідання учасникам (учителі фізики, хімії, біології, астрономії, обдаровані учні та вихованці дошкільних навчальних закладів району) пропонується здійснити спостереження за поведінкою будь-якої живої істоти, наприклад Ахитини африканської.

Результатом спостережень за Ахитинами є визначення їх значимості в діяльності людини: у медицині і ветеринарії, сільському господарстві, харчовій промисловості. Деякі молюски (ставковикові, перлівницеві, горошинкові) використовуються як біоіндикатори ступеня забруднення вод органічними речовинами. Чималу роль відіграють молюски в очищені вод від часточок мінерального та органічного походження. Равлик Ахатина -- кращий косметолог. Наприкінці заходу кожний учасник отримує Ахитину, вирощену на кафедрі, для закріплення навичок, набутих під час лекторію, надалі у побутових умовах.

Також учасники, використовуючи таке сучасне обладнання, якого ще немає в кожній школі, виконали декілька вимірювань: лічильником Гейгера та екотестером визначено радіоактивний фон у приміщенні, забруднення радіонуклідами харчових продуктів (овочів, фруктів, грибів тощо) та вміст нітратів в овочах, фруктах, цитрусових; люксметром виміряно рівень освітленості, потужність світлового потоку; тесламіром досліджено наявність природних та штучних магнітних полів, полів, що створюються побутовою технікою (ПК, динаміки, мобільні телефони).

Висновки

Практика проведення висвітлених у статті заходів (нових форм занять із слухачами під час курсів підвищення кваліфікації та у міжкурсовий період) із метою створення певних умов для удосконалення навичок учителя-природничника з упровадження в навчальний процес методів пізнання природи (спостереження, вимірювання, експеримент) свідчить про позитивні зрушення у професійному зростанні учителів-предметників. Їх учні стають учасниками конкурсів, ініційованих кафедрою (обласний форум юних шанувальників фізики та астрономії, обласний конкурс «Енергія», обласний екологічний проект «Приєднайся до Дня довкілля -- посади вишню»), участь в яких передбачає підготовку роботи, що є результатом наукових спостережень, вимірювань, уміння експериментувати та конструювати. Хоча загальнокафедральне дослідження знаходиться на першому етапі -- організаційно-констатувальному, очевидною є перспективність такої діяльності кафедри.

Список літератури

Вознюк Г., Мельникова Н. Організаційно-методичні умови формування інноваційної культури сучасного педагога / Г. Вознюк, Н. Мельникова // Післядипломна освіта в Україні. 2015. № 1. С. 69-73.

Грабовий А. К. Експериментальні вміння та навички з хімії в учнів загальноосвітніх навчальних закладів / А. К. Грабовий // Науковий часопис Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова. Серія 5. Педагогічні науки: реалії та перспективи. 2014. Вип. 47. С. 56-62.

Кузьменко О. С. Формування фізичних компетентностей студентів у процесі навчання фізики у вищих навчальних закладах / О. С. Кузьменко // Науковий часопис Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова. Серія 5. Педагогічні науки: реалії та перспективи. 2016. Вип. 53. С. 109-113.

Чернишова Є. Масові заходи в університеті менеджменту освіти: результативність та ефективність їх проведення / Є. Чернишова // Післядипломна освіта в Україні. 2015. № 1. С. 85-88.

Іванова Ю. Мотивація як чинник успішного формування навчально-пізнавальної діяльності учнів / Ю. Іванова // Післядипломна освіта в Україні. 2016. № 1. С. 34-37.

Песін О. Підвищення кваліфікації вчителів: навчальний фізичний експеримент / О. Песін, С. Каплун, О. Свистунов // Фізика та астрономія в сучасній школі. 2013. № 7. С. 9-11.

Вяткіна Н. Б. БТЕМ-освіта: етапи становлення в Україні / Н. Б. Вяткіна // Інформаційний збірник для директора школи та завідуючого дитячим садочком. К.: Освіта України. 2015. № 17-18(41). С. 48.

Патрикеєва О. О. Актуальність запровадження БТЕМ-навчання в Україні / О. О. Патрикеєва / / Інформаційний збірник для директора школи та завідуючого дитячим садочком. К.: Освіта України. 2015. № 17-18(41). С. 53-57.

Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти [Електронний ресурс]. Режим доступу: zakon.rada.gov.ua/go/ 1392-2011-п

Клименко Л. О. Експеримент ефективний засіб якісного навчання вчителів і учнів. / Л. О. Клименко. Миколаїв: ОІППО, 2014. 106 с.

Клименко Л. О. Експеримент багатофункціональний засіб підвищення фахової майстерності вчителя природничих дисциплін / Л. О. Клименко // Науковий часопис Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова. Серія 5. Педагогічні науки: реалії та перспективи. 2014. Вип. 47. С. 109-116.

Клименко Л. О. Експеримент багатофункціональний засіб підвищення фахової майстерності вчителя природничих дисциплін/ Л. О. Клименко // Актуальні проблеми природничо-математичної освіти в середній і вищій школі: міжнар. наук.-практ. конф., 26-28 червня 2014 р.: тези доп. Херсон, 2014. С. 8-9.

Клименко Л. О., Ліскович О. В., Мироненко І. В. Трансформація знань: від ученого до вчителя, від учителя до учня / Л. О. Клименко, О. В. Ліскович, І. В. Мироненко // Фізика та астрономія в рідній школі. 2015. № 1. С. 16-21.

Клименко Л. О., Ліскович О. В. Пізнаємо Всесвіт / Л. О. Клименко, О. В. Ліскович // Вересень. 2014. № 1-2. С. 9-19.

Клименко Л. О. Відкрита студія «Україна космічна» у м. Миколаєві / Л. О. Клименко // Фізика та астрономія в школах України. 2013. № 3. С. 27-31.

Размещено на Allbest.ru